文档介绍：Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
断路器永磁机构特点及原理
断路器永磁机构特点及原理
摘要：
断路器，作为电力系统中重要的控制、 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
断路器永磁机构特点及原理
断路器永磁机构特点及原理
摘要：
断路器，作为电力系统中重要的控制、保护设备。需要借助操动机构来可靠地完成断路器的分合闸操作。近年来出现了一种新型的操作机构—永磁机构。它采用了一种全新的工作原理和结构，相对传统的操动机构来说，具有更高的可靠性，因此备受关注。
关键词：断路器；永磁机构
引言
为了保证电力系统的安全运行，作为控制、保护元件的断路器必须能切断额定电流，开断关合短路电流，开合各种空载和负荷电路。为了完成这些任务，断路器必须能及时可靠地分合动静触头，这要借助于操作机构来完成。因此，操作机构的工作性能和质量优劣，直接决定了断路器的工作性能和可靠性。近年来，伴随着电力电子技术的发展，出现了一种新型的操作机构—永磁机构。它采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，具有较高的可靠性，因此备受关注。
1 永磁机构的构成
传统的操作机构有电磁操作机构和弹簧操作机构。电磁操作机构结构较简单，但结构笨重，合闸线圈消耗功率很大。弹簧操作机构由弹簧储能、合闸、保持合闸和分闸几个部分组成。优点是不需要大功率的电源，缺点是结构复杂，制造工艺复杂，成本高，可靠性较难保证。在借鉴了以上两种操作机构的优缺点的基础上，永磁机构进行了改进设计。设计中使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代了传统的机械锁扣装置。这种磁力机构主要由永久磁铁和分闸、合闸控制线圈组成，当合闸控制线圈通电后，它使动铁心向下运动，并由永久磁铁保持在合闸位置；当分闸控制线圈通电，动铁心向反方向运动，同样由永久磁铁将它保待在另一个工作位置即分闸位置上，也就是说，该机构在控制线圈不通电流时它的动铁心有两个稳定工作状态，（合闸和分闸）。也称双稳态电磁机构[1]。
永磁操动机构作为替代传统操动机构的一种新型机构，构成单元非常简单。主要由极化电磁铁、智能控制器、储能电容器、电源模块、位置传感器等五部分组成。
图1 系统连接组成工作原理框图
2 永磁机构动作原理
、双线圈电磁铁结构
极化电磁铁是永磁机构的主要执行部件。
它由静铁心、动铁心、永磁体和激励线圈
组成, 双线圈电磁铁具有合闸和分闸两个
励磁线圈，如图2所示[2]。
图2 双线圈电磁铁结构
、双稳态电磁铁的工作原理
永磁机构与传统的电磁机构工作原理基本相似，所不同的是分合闸状态前者是通过现代新型稀土永磁体的强大永磁吸力保持状态；后者是靠机械连锁保持状态。因此，永磁机构（分、合）动作过程是启动初始靠电磁力Fs克服永磁反力Fm及机械摩擦力f。动铁心所受的合力F为：
ΣF=Fs –Fm –f
当ΣF〉0时动铁心开始运动，当铁心移动到某一临界间隙时，永磁体磁力Fm 由反力变为助动力：